JPH08139652A - 電磁界発生装置 - Google Patents

電磁界発生装置

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Publication number
JPH08139652A
JPH08139652A JP6279646A JP27964694A JPH08139652A JP H08139652 A JPH08139652 A JP H08139652A JP 6279646 A JP6279646 A JP 6279646A JP 27964694 A JP27964694 A JP 27964694A JP H08139652 A JPH08139652 A JP H08139652A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coils
coil
electromagnetic field
amplifiers
amplifier
Prior art date
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Pending
Application number
JP6279646A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshito Ishibashi
義人 石橋
Seiji Kokubu
精二 國分
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokimec Inc
Original Assignee
Tokimec Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokimec Inc filed Critical Tokimec Inc
Priority to JP6279646A priority Critical patent/JPH08139652A/ja
Publication of JPH08139652A publication Critical patent/JPH08139652A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

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  • Near-Field Transmission Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】増幅器の構成を変えることなく、電磁界の放出
エネルギーを簡単に増加できる。 【構成】空間結合された複数のコイル、例えば一対のコ
イルL1,L2と、コイルL1,L2の各々を同一のコ
イル駆動信号で並列的に駆動する複数の増幅器1,2と
を設ける。例えば基板の表面と裏面の各々に一対のコイ
ルL1,L2を形成し、各コイルは同じ方向に巻かれて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、増幅器によるコイルの
駆動で電磁界を発生して信号を送信する電磁界発生装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、リーダライタとデータキャリアを
使用してデータのやりとりを行うシステムにあっては、
増幅器によるコイルの駆動で電磁界を発生し、電磁誘導
結合で信号を送受信するようにしている。従来、この種
の信号送信に使用される電磁界発生装置としては、例え
ば図4に示すようなものがある。図4において、送信し
たい信号を駆動信号として増幅器11に入力して増幅
し、増幅器11の出力信号でコイルLを駆動して電磁界
を発生させている。増幅器11に対する駆動信号は、デ
ータをFSK変調して送信することから、例えば数百k
Hzオーダの高周波信号となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電磁界発生装置にあっては、増幅器11を構
成する高周波トランジスタは、高電圧、高電流が扱いに
くく、したがって、高電圧、高電流の増幅器11を作り
出すことは困難であった。またデータキャリアは通常電
池を内蔵せず、リーダライタからの電磁誘導結合により
電源を作り出している。このため電磁誘導結合によりリ
ーダライタのコイルからデータキャリアのコイルに電力
を供給するには、送信側のコイルに流れる電流を増加さ
せる必要がある。しかし、従来の電磁界発生装置におい
ては、増幅器11の能力により、供給電力が限定されて
しまう問題があった。
【0004】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、増幅器の構成を変えることなく、
電磁界の放出エネルギーを簡単に増加できるようにした
電磁界発生装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の電磁界発生装置は、空間結合されたN個の
コイルと、N個のコイルの各々を同一のコイル駆動信号
で並列的に駆動するN個の増幅器とを設けたことを特徴
とする。またN個のコイルは、例えば基板の表面と裏面
の各々に形成された一対のコイルであり、各コイルは同
じ方向に巻かれている。
【0006】
【作用】このような本発明の電磁界発生装置によれば、
複数のコイルを空間結合させて、同一駆動信号を複数の
増幅器で別々に増幅して、各コイルを並列的に駆動する
ことで、個々のコイルから電磁界を発生し、各コイルの
発生電磁界を合成したエネルギーの電磁界を得ることが
できる。
【0007】このことは、N個のコイル全体の電磁界エ
ネルギーを同一とした場合は、増幅器の出力電流が減少
することを意味する。また増幅器の出力電流を変えなけ
れば、コイル全体から出る出力エネルギーが増大するこ
とになる。
【0008】
【実施例】図1は、本発明の電磁界発生装置の一実施例
を示した回路図であり、2個のコイルを用いた場合を例
にとっている。図1において、1,2は増幅器であり、
送信しようとする駆動信号例えばデータビット0,1に
応じてFSK変調された駆動信号が入力される。増幅器
1,2の出力にはコイルL1,L2が接続されている。
コイルL1,L2には並列に寄生容量C1,C2が存在
する。増幅器1,2は、同じ駆動信号を入力し、増幅し
た信号だコイルL1,L2に並列的に駆動する。
【0009】次に、図1の2つの増幅器1,2により2
つのコイルL1,L2による電磁界の発生を説明する。
まずコイルL1,L2は空間的に結合されており、2つ
のコイルL1,L2の相互インダクタンスをMとする。
このとき増幅器1の出力電圧をV1 、出力電流をI1
増幅器2の出力電圧V2 、出力電流をI2 とすると、出
力電圧V1 ,V2 は次式で与えられる。 V1 =jωL1 1 +jωMI2 (1) V2 =jωL2 2 +jωMI1 (2) (2)式より、増幅器2の出力電流I2
【0010】
【数1】
【0011】この(3)式を前記(1)式に代入する
と、増幅器1の出力電圧V1 は次式で与えられる。
【0012】
【数2】
【0013】ここで、増幅器1,2に入力する駆動信号
が同じでコイルL1,L2も同じものを使用したとする
と、
【0014】
【数3】
【0015】の関係が得られる。そこで、この関係を前
記(4)式に代入して出力電圧Vを求めると、次のよう
になる。
【0016】
【数4】
【0017】ここで、コイルが1つしかない場合の出力
電流をI0 とすると、
【0018】
【数5】
【0019】であることから、増幅器1の出力電流I1
との間には次の関係が成り立つ。
【0020】
【数6】
【0021】したがって、結合係数kがほぼ1であれ
ば、2個のコイルL1,L2を用いた場合に1つのコイ
ル、例えばコイルL1に流れる電流I1 は、(6)式か
ら、コイル1個しかない場合に比べ半分しか流れないこ
とが判る。このため、2つのコイルL1,L2によって
発生する電磁界のエネルギーが従来のコイル1個の場合
と同じだったとすると、増幅器1,2の出力電流I1
2 は従来の出力電流I0 の半分で済む。このことは増
幅器1,2の出力電流I1,I2 をコイル1個しかない
従来の出力電流I0 と同じにしたとすると、コイルL
1,L2から発生する電磁界の合成でほぼ2倍のエネル
ギーを得ることができる。
【0022】図2は、図1の実施例で使用する送信コイ
ルの構造の実施例である。図2において、この実施例に
あっては、円形の基板3を使用しており、基板3の左側
の面(表面)にスパイラル状のコイルL1を形成してい
る。また基板3の右側の面(裏面)側にも、点線で示す
ように同じ方向に巻き回したコイルL2をスパイラル状
に形成している。コイル1の両端からは、基板3を貫通
したスルーホール6,7を介して一対のリード線4a,
5aが引き出されている。また、コイルL1,L2の両
端からも同じく一対のリード線4b,5bが引き出され
ている。
【0023】図1,図2の実施例は、2つのコイルL
1,L2を2つの増幅器1,2で駆動する場合を例にと
っているが、コイルおよび増幅器の数Nは必要に応じて
適宜に増やすことができる。コイル数Nを3以上とした
場合の送信コイル構造は、図2の回路基板3を複数枚積
層した構造とすればよい。また、結合係数kが小さくて
も良ければ、同じ基板の面上に複数のコイルを並べるよ
うにしてもよい。
【0024】図3は、本発明の電磁界発生装置が適用さ
れるデータキャリアシステムである。このデータキャリ
アシステムは、リーダライタ10とデータキャリア20
で構成される。通常、リーダライタ10は固定的に設置
され、データキャリア20は人あるいは物と一緒に移動
する。リーダライタ10には、制御部12、変調部1
4、伝送部16および復調部18が設けられる。データ
キャリア20には、制御部22、伝送部24、復調部2
6、電源部28、メモリ30および変調部32が設けら
れる。
【0025】データキャリア20は電池を内蔵しておら
ず、リーダライタ10からの発生電磁界を受けて電源部
28で電源電圧+Vccを作り出す。リーダライタ10
は、通信可能領域にデータキャリア20が存在しないス
タンバイ状態にあっては、制御部12は一定周期で読出
命令(コマンド+アドレス等)を送出している。この読
出命令は変調部14でFSK変調され、伝送部16に設
けた本発明の電磁界発生装置により、通信可能領域に送
信電磁界を発生する。
【0026】また、読出命令を送出していないとき、変
調部14はデータビット0の入力を受けていることか
ら、データビット0に対応した2つの周波数信号の一方
の周波数信号を伝送部16に供給し、電磁界発生装置に
より通信可能領域に電磁界を常時発生させている。この
ため、リーダライタ10の通信可能領域にデータキャリ
ア20が入ってくると、伝送部24のコイルにリーダラ
イタ10の発生電磁界に応じた受信電圧が得られ、この
受信電圧を電源部28で整流することで、動作電源電圧
+Vccを作り出して動作状態とすることができる。
【0027】通信可能エリアに入って動作状態となった
データキャリア20は、リーダライタ10より定期的に
送信されてくる読出命令を解読して応答する。復調部2
6は、このとき受信信号のFSK復調を行って、読出命
令を復元する。制御部22は、読出命令を解読し、メモ
リ30を読出可能状態とし、同時に変調部32より動作
状態となったことを示す応答情報を送り返す。変調部3
2は、データビット0,1に応じた擬似ランダム系列を
保持しており、そのときの応答データビット0または1
に応じた擬似ランダム系列信号を伝送部24に出力し、
リーダライタ10に送信する。
【0028】リーダライタ10の伝送部16は、データ
キャリア20からの送信信号を受信して復調部18に出
力する。復調部18は、データキャリア20の変調部3
2と同じ擬似ランダム系列を基準系列として保持してお
り、受信信号と基準系列との自己相関を求め、自己相関
ピーク値が得られたデータビットを受信ビットとして復
元する。
【0029】制御部12は、データキャリア20からの
読出命令に対する応答を受けると、必要とする読出ビッ
ト数分のデータ返送命令を送信する。このデータ送信命
令を受けたデータキャリア20は、メモリ30より1ビ
ットずつデータを読み出して送り返すようになる。勿
論、本発明の電磁界発生装置の適用は、図3のデータキ
ャリアシステムに限定されず、電磁界の発生による電磁
誘導結合で信号を送受信する適宜の装置やシステム、更
には機器に適用することができる。
【0030】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、複数のコイル例えば2つのコイルを空間結合させ
て、それぞれ増幅器により同じ駆動信号で駆動すること
で、1つのコイルに流れる電流量が減少するが2つのコ
イルから送出される全体エネルギーは変化しない。この
ため、各増幅器の出力電流を許容量まで流すことで、2
つのコイルに流れるトータルの電流量が増加することと
なり、発生電磁界のエネルギーを増加させて送信出力を
高めることができる。
【0031】また、1つの場合の送信出力と同じで良け
れば2つのコイルのそれぞれに流す電流量を減らすこと
ができるため、各増幅器として電力損失の少ない小型の
ものを使用でき、回路コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】2個のコイルと2個の増幅器を用いた本発明の
実施例の回路図
【図2】図1のコイル構造の実施例の説明図
【図3】本発明が適用されるデータキャリアシステムの
ブロック図
【図4】従来装置の回路図
【符号の説明】
1,2:増幅器 3:基板 4a,4b,5a,5b:リード線 6,7:スルーホール 10:リーダライタ 12,22:制御部 14,32:変調部 16,24:伝送部 18,26:復調部 20:データキャリア 28:電源部 30:メモリ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】増幅器によるコイルの駆動で電磁界を発生
    する電磁界発生装置に於いて、 空間結合されたN個のコイルと、該N個のコイルの各々
    を同一のコイル駆動信号で駆動するN個の増幅器とを設
    けたことを特徴とする電磁界発生装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の電磁界発生装置に於いて、
    前記N個のコイルは、基板の表面と裏面の各々に形成さ
    れた一対のコイルであり、各コイルは同じ方向に巻かれ
    たことを特徴とする電磁界発生装置。
JP6279646A 1994-11-15 1994-11-15 電磁界発生装置 Pending JPH08139652A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6279646A JPH08139652A (ja) 1994-11-15 1994-11-15 電磁界発生装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP6279646A JPH08139652A (ja) 1994-11-15 1994-11-15 電磁界発生装置

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JPH08139652A true JPH08139652A (ja) 1996-05-31

Family

ID=17613888

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6279646A Pending JPH08139652A (ja) 1994-11-15 1994-11-15 電磁界発生装置

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JP (1) JPH08139652A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019148862A (ja) * 2018-02-26 2019-09-05 日本電産サンキョー株式会社 カード挿入部およびカードリーダ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019148862A (ja) * 2018-02-26 2019-09-05 日本電産サンキョー株式会社 カード挿入部およびカードリーダ

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